2 августа 2008 г.

Комфортная влажность

Недавно пришла в голову одна простая мысль. Вот известно, что человек чувствует себя комфортнее всего при влажности воздуха 50-60%. А какая влажность воздуха является "самой естественной" для природы, с точки зрения физики? Ясно, что 100% -- при меньшей влажности воздух "впитывает" влагу, заставляя испаряться все свободные водные поверхности. Так что если бы у климата была возможность придти в полное термодинамическое равновесие и не было бы никаких возмущений, то влажность повсюду стремилась бы к 100%.

Получается, что комфортная для человека влажность возникает только за счет того, что климат далек от равновесия. Даже если в какой-то момент распределить в атмосфере столько водяного пара, что везде влажность станет 100%, то спустя некоторое время из-за перепадов температур, ветров и т.д. в каких-то областях влажность понизится, а в каких-то -- превысит 100%, и тогда там выпадет дождь. То есть, и сухость, и дожди -- это все результат неравновесного состояния атмосферы.

У этой мысли есть столь же простое следствие, но которое уже звучит не столь тривиально. Когда говорят про глобальные климатические изменения, то часто упоминают, что будет увеличиваться как сила засух, так и интенсивность ливней. Парадокс? Вовсе нет -- ведь именно такой эффект ожидается при усилении неравновесности атмосферы.



На этом рисунке показана карта ожидаемого к концу 21 века изменения количества осадков в сценарии хозяйственной деятельности A1B (это вовсе не самый пессимистичный, а умеренно сбалансированный сценарий между ростом экономики и плавным переходом на энергосберегающие технологии). Источник рисунка. По ссылке, кстати, есть и анимации того, как это распределение будет меняться (в том или ином сценарии) в течение 21 века. Рекомендую посмотреть, как Европа будет становиться все более и более засушливой.

7 комментариев:

  1. Неравновесность идёт от неравномерного прогрева поверхности и вращения Земли, причём, в принципе, достаточно и первого. Почему при глобальном потеплении она должна увеличиваться?

    ОтветитьУдалить
  2. Кстати нашел (вторая ссылка должна быть) еще пример того, что эта стабилизация климата еще не означает повышения или понижения температуры; да и на побережьях (рядом с океаном-термостатом) условия тоже весьма серьезно отличаются. Архангельск - еще есть сельское хозяйство и растут леса, а Антарктида на тех же 63 градусах уже покрыта льдом.

    ОтветитьУдалить
  3. Климат станет более сухим только в Южной Европе. В Северной и в Восточной Европе, а также в Западной Сибири климат станет более влажным. Количество осадков увеличится очень значительно.

    ОтветитьУдалить
  4. Вопрос, заключается в том, какое состояние климата понимать под "равновесным".
    При повышении среднегодовой температуры на Земле на 5 градусов вследствие глобального потепления климат будет находиться в таком же "равновесии" как сейчас.

    ОтветитьУдалить
  5. to uleysky:

    Я пока подчеркивал лишь то, что в климате могут одновременно усиливаться обе крайности, правда в разных областях земного шара. Почему неравновесность будет усиливаться при потеплении -- это вопрос отдельный и сложный.

    Некоторые соображения, конечно, лежат на поверхности. Например, при постоянной относительной влажности и повышении температуры абсолютная влажность (т.е. количество воды на кубометр воздуха) будет расти, а значит, количество воды в атмосфере тоже увеличится. Значит, усилится интенсивность ливней там, где эта вода выпадает.

    Почему будут усиливаться засухи, по крайней мере, в некоторых случаях, тоже понятно. Если в каком-то засушливом районе главный источник влаги -- не осадки, а подземные воды, ручьи и т.д., то повышение температуры будет приводить к усилению испарения. Т.е. ручьи могут просто пересохнуть. Отсюда пропадает растительность, начинается опустынивание, начинают дуть более сильные ветра и т.д. Нечто подобное произошло с Сахарой несколько тысячелетий назад.

    Ну и вдобавок, численные расчеты в климатических моделях показывают, что при повышении температуры начинают смещаться и изменяться в силе преимущественные сезонные ветра. Они тоже могут приводить к усилению неравновесности.

    ОтветитьУдалить
  6. to free researcher:

    а почему Вы это называете стабилизацией климата? Архангельск и Мурманск, кстати, тоже чувствуют остатки Гольфстрима.

    ОтветитьУдалить
  7. to indrik: да, Вы правы, я неточно написал. Засушливость в Европе ожидается в основном в Средиземноморье. На севере все не так плохо.

    Кстати, видел недавно прогноз "тепловых волн" в США к концу века. Цифры такие: в некоторых штатах ожидается, что температуры за 40 градусов будут держаться по нескольку недель в году.

    ОтветитьУдалить